半导体pn型的测定有几种方法

通常是用霍尔效应来测量。霍尔效应是指在磁场中，通电导体会出现横向电压的现象，详细可以到百度百科去查。

多子为电子的n型和多子为空穴的p型半导体，由于载流子的正负属性不同，会使横向电压方向不同，从而可以测出类型。

在P型半导体中空穴浓度较高，在N型半导体中电子浓度较高。两者结合在一起时，载流子将由高浓度区向低浓度区扩散，结果在两者附近形成一个结区，如图4-3-1所示。在结区基本上不存在自由载流子，只有施主和受主的离子，形成一个空间电荷区，N型一侧带正电，P型一侧带负电，构成一个内部电场，电场将阻止载流子继续扩散。如果在空间电荷区产生电离形成自由载流子，将立即把电子拉向N区，空穴拉向P区。不可能存在自由载流子，所以PN结区称为“耗尽层”。

当给PN外加电压，反向偏置时，即电源正端接N区，负极接P区，使空间电荷电场增强。

电子和空穴分别向正端和负端扩散，结果使“耗尽层”的宽度增大。

耗尽层即为探测器的灵敏区。在电压反向偏置下，耗尽层电阻率极高，相当于外加电压全加在耗尽层端；而P区和N区，自由载流子浓度很高，电阻率很低，相当于两个电极。

探测的射线进入灵敏区(耗尽层)，产生电离，生成大量电子-空穴对。在电场作用下，电子和空穴分别迅速向正、负两极漂移、被收集，在输出电路中形成脉冲电信号。

金硅面垒半导体探测器就是以N型硅单晶作基片。将基片经酸处理后形成一氧化层，并在氧化层上镀一层金膜(约10nm厚)。在靠金膜的氧化层具有P型硅特性，在基片背面镀镍接电源正极，金膜与铜外壳接触接电源负极，氧化层构成PN结耗尽层为金硅面垒探测器的灵敏区。目前金硅面垒探测器灵敏区厚度最大可做到2mm。一般做成圆片状。

金硅面垒探测器，由于耗尽层厚度较薄，主要用于探测带电重粒子(如α、p等)，亦可用作能谱测量，探测效率近于100%。也可用于β射线测量，对γ射线不灵敏。

几种常用金硅面垒探测器特性列于表4-3-1。

图4-3-1 PN结形成及其特性

a—PN结形成过程示意图；b—PN结特性示意图

(a)耗尽层(阴影区)；(b)受主、施主、电子、空穴分布；(c)电子和空穴浓度；(d)施主和受主浓度；(e)净电荷分布；(f)静电电位分布；(g)外加反向偏压时受主、施主、电子和空穴的分布

表4-3-1 几种金硅面垒探测器主要特性

半导体PN结温度传感器是利用晶体二极管或三极管PN结的结电压随温度变化的原理制成的。二极管温度传感器的特性是随着温度的升高，其正向特性曲线左移，即正向压降减小，故成负温度系数；反向特性曲线下移，即反向电流增大。一般在20°C附近，温度每升高1°C，其正向压降减小2～2.5mV，基本上呈线性关系，比例系数约为-2mV/K。PN结的反向电流是随温度呈指数规律变化。硅二极管的电流方程为：I=I0eqv/2KTI0=f(T)T3/2e-Eg/2KTI=f(T)T3/2e(qv-Eg)/2KT令S=f(T)T3/2V=Eg/q-2KT/q(LnS-LnI)VF=Vgo-C1KT/qPN结温度传感器的优点在于具有较好的线性度、尺寸小、响应快、灵敏度高。但它的测温范围比较窄，一般在-50到150℃。

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